[發明專利]牽引電機調制方法和裝置

有效

• 申請號: 201310629181.X
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104670043B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 于躍;梁佳昱;姜東杰
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L15/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種牽引電機調制方法和裝置。

背景技術

隨著城市經濟的發展和科學技術的進步,交通業也隨之日益進步，其中，常見的軌道車輛依靠牽引電機提供牽引力，實現車速的增加、減小等。而在控制車速的變化時，通常采用PWM（Pulse?Width?Modulation，脈沖寬度調制）調制技術，具體的，通過VVVF（Variable?Voltage?and?Variable?Frequency，變頻變壓調速）逆變器在低輸出頻率段對牽引電機采用異步調制模式，而在高輸出頻率段時，采用同步調制模式。

然而，在調制過程中，作為軌道車輛主要動力裝置的牽引電機，其噪聲是軌道車輛的一個主要的聲源，嚴重地影響車內乘客的舒適性以及沿線居民的工作和休息。

發明內容

本發明提供一種牽引電機調制方法和裝置，用于降低調制過程中出現的噪音，保證乘客的舒適性。

第一方面，本發明提供一種牽引電機調制方法，包括：

采用脈沖寬度調制PWM信號對牽引電機進行異步調制以使牽引電機轉動速率增長；所述異步調制過程中所述PWM信號是由頻率隨機變化的載波疊加三角波產生；

基于牽引電機的異步調制，當牽引電機轉動速率為預設閾值時，對牽引電機進行同步調制。

第二方面，本發明提供一種牽引電機調制裝置，包括：

異步調制模塊，用于采用脈沖寬度調制PWM信號對牽引電機進行異步調制以使牽引電機轉動速率增長；所述異步調制過程中所述PWM信號是由頻率隨機變化的載波疊加三角波產生；

同步調制模塊，用于基于牽引電機的異步調制，當牽引電機轉動速率為預設閾值時，對牽引電機進行同步調制。

本發明提供的牽引電機調制方法和裝置，通過采用頻率隨機變化的載波控制PWM信號，以對牽引電機進行異步調制，使得作為震源的牽引電機的震動頻率是變化的，從而各個頻率下由震動輻射的聲波在空氣中傳播時，可出現不同頻率的聲波的波峰和波谷疊加，使得噪聲的聲波能量相抵消，可顯著地降低噪音，保證了乘客的舒適性，且不會對沿線居民的工作和休息帶來干擾。

附圖說明

圖1為本發明牽引電機調制方法實施例一的流程圖；

圖2為本發明牽引電機調制方法實施例二的流程圖；

圖3為本發明實施例二中牽引電機進行調制的控制框圖；

圖4為本發明實施例二中牽引電機進行調制的波形示意圖；

圖5為現有技術噪音分貝的示意圖；

圖6為本發明實施例二中噪音分貝的示意圖；

圖7為本發明牽引電機調制裝置實施例一的結構示意圖；

圖8為本發明牽引電機調制裝置實施例二的結構示意圖。

具體實施方式

圖1為本發明牽引電機調制方法實施例一的流程圖。如圖1所示，該方法的執行主體為牽引電機調制裝置，該裝置可采用硬件和/或軟件實現，其中硬件部分包括載波發生器、相關的控制電路等，而軟件部分包括相關的控制算法等；該裝置優選的可設置在牽引電機調制設備中，具體的該方法包括：

S101、采用PWM信號對牽引電機進行異步調制以使牽引電機轉動速率增長。

在控制軌道車輛行駛時，軌道車輛的速率是由0開始增長，對應的，牽引電機的轉動速率也隨之變化；在當牽引電機轉動速率不大于預設閾值時，采用PWM信號對牽引電機進行異步調制；當牽引電機轉動速率經過異步調制達到預設閾值時，則對牽引電機進行同步調制，即執行S102。

在異步調制過程中，PWM信號包括多個頻率的門極脈沖信號，而門極脈沖信號是通過載波疊加三角波產生的，在本實施例中，異步調制過程中PWM信號是由頻率隨機變化的載波疊加三角波產生的，從而使PWM信號的頻率隨機變化。上述載波常見的為正弦波，眾所周知的，該正弦波附帶有諧波信號，該諧波信號在進入牽引電機后經一系列作用，最終在牽引電機轉子與定子間的氣隙中產生電磁力，引起牽引電機的振動，進而向外輻射噪聲。由上述噪聲產生的原理可知，噪聲聲波的傳播頻率與上述諧波信號的頻率相關，因此在現有技術中，由于載波的頻率固定，所以牽引電機的震動頻率也是固定不變的，進而該牽引電機作為震源，由固定頻率震動而輻射的聲波在空氣中傳播時，同一頻率的聲波的波峰和波峰疊加，波谷和波谷疊加，形成能量的累加，故而噪音較大，影響了乘客的舒適性。